特高压直流分层接入方式在多馈入直流电网的应用研究

随着我国特高压交直流技术的广泛应用,多馈入直流集中落入受端负荷中心将是未来我国电网发展所面临的重要问题。为从电网结构上有效解决多馈入直流系统的问题,提出一种特高压直流分层接入交流电网的方式。研究分层接入方式直流多馈入短路比计算方法的适用性,从理论上对比特高压直流不同接入方式下多馈入直流电网的系统特性,证明特高压直流分层接入方式有助于提高多馈入直流系统的电压支撑能力,引导潮流在1000kV与500kV层级间合理分布。结合国家电网规划,仿真验证了特高压直流分层接入方式的优势。     

特高压接入大型城市500kV电网适应性分析及应对策略

为支撑西部、北部大型风光新能源基地的开发和资源送出,西电东送、北电南送特高压直流输电通道在未来将会进一步拓宽。特高压直流的汇入会对受端大型城市500 kV电网潮流、动态稳定性和短路电流等产生重要影响。提出一种特高压接入受端电网的适应性综合分析方法,能够系统评估特高压直流接入对大型城市500 kV电网的影响。以我国某大型城市500 kV电网为例,系统分析特高压电网接入后该城市500 kV电网的适应性。针对特高压接入后该500 kV城市电网出现的短路电流超标问题,提出了改变电网结构和改变线路参数两种短路电流限制措施,仿真结果验证了两种措施限制短路电流的有效性。     

多回特高压直流分层馈入模式下交直流混联系统的稳态特性分析

针对多回特高压直流单层接入特高压交流电网、单层接入超高压交流电网及分层接入特高压和超高压交流电网这3种模式,从多馈入短路比、交流系统稳态电压以及直流极限传输功率3个角度分析交直流混联系统的稳态特性,并提出基于自组织临界慢过程的直流极限传输功率分析方法。通过对两回特高压直流馈入的某区域电网进行仿真计算,验证分析方法的有效性。结果表明在一般情况下,采用分层馈入模式有助于提高系统的多馈入短路比,增强交流系统对特高压直流的电压支撑能力。     

特高压直流输电系统接入受端系统方式对比研究分析

详细阐述了特高压直流受端单层接入、分层接入和分极分层接入方式的拓扑结构及其特点。在单层接入和分层接入方式控制系统结构的基础上提出了分极分层接入方式的控制系统结构。从多馈入短路比、故障特性和受端交流系统的接纳能力等方面对3种不同的结构方式进行了对比研究,得出分层接入和分极分层接入能有效提高多馈入短路比和受端交流系统的接纳能力;相较于单层接入方式、分层接入方式和分极分层接入方式具有更好的故障恢复特性和更强的受端交流系统接纳能力。     

特高压交流对四川电网多送出直流输电系统影响评估

雅安-荆门1000 kV特高压交流投运后,四川电网将形成全世界独有的特高压交直流混联输电系统.为评估特高压交流投运对四川电网多送出直流输电系统的影响,针对四川电网2012年丰大运行方式,利用多馈入交互作用因子、多馈入运行短路比等评估指标,通过小干扰稳定性分析和仿真分析,对雅安-荆门1000 kV特高压交流投运和未投运两种运行方式进行对比.结果均表明特高压投运后能有效提高四川电网三条直流系统的送端交流系统强度,减小送端换流站之间的交互作用,提高系统小干扰稳定性,提高短路电流水平和降低暂态过电压水平.     

特高压交流对四川电网多送出直流输电系统影响评估

雅安—荆门1 000 kV特高压交流投运后,四川电网将形成全世界独有的特高压交直流混联输电系统。为评估特高压交流投运对四川电网多送出直流输电系统的影响,针对四川电网2012年丰大运行方式,利用多馈入交互作用因子、多馈入运行短路比等评估指标,通过小干扰稳定性分析和仿真分析,对雅安—荆门1 000 kV特高压交流投运和未投运两种运行方式进行对比。结果均表明特高压投运后能有效提高四川电网三条直流系统的送端交流系统强度,减小送端换流站之间的交互作用,提高系统小干扰稳定性,提高短路电流水平和降低暂态过电压水平。     

特高压直流输电分极接入运行特性分析

为了从电网结构上有效解决传统两端特高压直流输电系统因大容量功率传输对受端交流系统冲击较大的问题,该文提出了采取分极接入交流电网的方式,将直流功率输送至2个不同区域、不同电压等级的电网中。建立了分极接入模式下交直流系统的等效模型,给出了分极接入短路比定义,并分析了分极接入模式下短路比对功率传输能力的影响;基于对特高压直流输电控制系统分层结构的分析,对分极接入控制系统结构配置方案进行优化;以河南电网2020年规划为依据,应用PSCAD/EM TDC仿真验证了控制策略的合理性并对故障响应进行了分析,研究一极发生故障对健全极功率传输的影响,验证了分极接入的优势,为特高压直流输电的电网规划提供设计参考。     

锡泰直流工程分层接入500/1000 kV交流电网仿真计算与现场系统试验结果分析

锡盟—泰州(简称锡泰)受端分层接入500 kV/1000 kV不同电压等级交流电网的特高压直流接线方式在世界上属于首创,其控制保护没有可借鉴的经验。为准确分析分层接入方式下特高压直流输电控制系统稳态运行与暂态过程的真实响应,分析了分层接入方式下特高压直流控制系统的分层结构和功能配置方案,对控制系统的关键环节,如分接头控制、阀组间电压平衡控制、无功功率控制和换相失败预测控制策略进行了计算分析,并与工程现场系统调试结果进行了对比,验证了仿真结果与现场系统调试的一致性。仿真模型可为分层接入方式特高压直流输电工程的特性研究提供技术支撑。     

特高压直流输电多端馈入方式稳态特性研究

随着传统高压直流输电容量的不断增大,受端系统电压支撑能力限制特高压直流应用的问题变得越来越突出.在分析特高压单端馈入存在的局限性的基础上,提出多端单层馈入和多端分层馈入2种方式.根据节点阻抗矩阵推导出不同馈入方式下的受端系统短路比,并进行对比分析.以向上和德宝直流工程为算例,比较不同馈入方式下的受端系统短路比及功率传输特性曲线,验证多端馈入的优势.从直流联网、系统扩建等方面给出了各种馈入方式的优缺点.最后对未来的特高压直流输电接入方式给出合理建议.     

分层接入特高压直流输电系统协调控制策略研究

分层接入方式的特高压直流输电系统能够提高多馈入直流输电系统的电压支撑能力,并缓解多馈入直流同时或级联换相失败问题,在工程中得到了应用。建立分层接入方式的特高压直流输电系统模型,研究了高低端逆变器同时换相失败发生的耦合机理。然后,提出基于逆变侧关断角的分层接入特高压直流输电系统高低端逆变器间的协调控制策略。基于PSCAD/EMTDC仿真研究了所提协调控制策略的作用效果,结果表明,所提出的基于逆变侧关断角的协调控制策略能够有效降低分层接入方式的特高压直流输电系统中高低端逆变器同时发生换相失败的概率。     

分极接入模式的多端直流特点与故障响应比较

大容量直流输电受端采用多端直流接入模式,有利于解决其大容量直流馈入电网特别是多回直流集中馈入电网带来的稳定性问题。介绍了分极接入、并联多端接入两种主要多端直流受端接入模式的设计特点,对交直流故障进行了电磁暂态仿真分析,对比了两种直流受端接入模式的故障响应特性、对控制保护的影响以及对受端电网影响的区别,指出分极接入模式下任何一极接入弱交流系统,均会影响整个直流系统的稳定运行能力,直流线路瞬时故障期间另一极接入的逆变站受影响小。研究结果可以为电力系统应对大容量直流接入优化设计提供参考。     

高压直流输电共用接地极技术研究

为分析共用接地极后两直流系统受端换流站中性母线电位升的变化情况,进而研究共用接地极对直流系统稳态运行的影响,首先讨论了直流输电系统共用接地极的型式和共用接地极的特点,建立了两回直流系统共用接地极的数学模型,并结合云广特高压直流输电与贵广II回直流输电系统参数,研究分析不同运行方式下该两回直流输电系统共用接地极对直流系统运行影响大小,以及与独立接地极相比共用接地极不同运行方式对环境的影响大小,最后对共用接地极对环境的影响以及公用接地极对直流系统运行的影响方面的问题提出了解决措施。     

特高压直流分层接入方式下稳态特性研究

探讨了特高压直流分层接入方式下交流系统逆变侧换流母线间电压相互作用影响关系的求解方法,并得出相互作用因子数学表达式。通过PSCAD仿真验证了所求的相互作用因子的准确性。分析了分层接入时,2组换流器采用不同控制方式时对相互作用因子的影响。根据所求的相互作用因子,得出分层接入时系统短路比。特高压直流分层接入方式下,在保持直流输电总功率不变的同时,当分层接入不同的受端系统时,可以使总功率在1000 kV与500 kV两级电网重新分配。最后分析了潮流重新分布时,特高压直流分层接入方式对系统换流器换相失败的影响。     

多个特高压直流系统共用接地极的研究

根据向家坝－南汇±800 kV直流输电工程的具体参数，利用电磁暂态计算软件EMTP-RV对3个特高压直流输电系统送端及受端分别采用共用接地极方案进行详细的仿真研究，从系统稳态运行角度进行了深入透彻地分析，对该方案的优缺点进行了详细总结，并对该方案下各直流输电控制系统的协调控制提出了可行性建议。仿真结果表明，多个直流共用接地极的方案是可行的，但应该限制接地极接地电阻和引线电阻在一定范围，另外对接地极址的选择和共用接地极本体设计也有较高要求。     

特高压直流分层接入交流电网

<正>特高压直流分层接入交流电网,其逆变站采用分层接入1000 kV及500 kV交流电网的方式,可实现特高压直流功率输送的优化,提高受端交流系统电压支撑能力,引导潮流合理分布。锡盟-泰州±800 kV特高压直流属于多端直流输电模式。该工程的特高压泰州换流站是世界上首座千万千瓦级分层接入1000 kV和500 kV     

多个特高压直流系统送端共用接地极的内过电压研究

根据向家坝—南汇±800 kV直流输电工程的具体参数,利用电磁暂态仿真软件EMTP-RV对3个特高压直流输电系统送端采用共用接地极方案进行了详细的仿真研究;通过模拟直流系统不同运行方式下几种直流侧故障的暂态过程,深入分析了共用接地极方案对直流系统内过电压的影响。仿真结果表明,直流系统发生故障时,均未造成与其共用接地极的非故障系统各避雷器动作,非故障系统直流运行电压和电流均无明显扰动。采用共用接地极方案并未对直流系统的内过电压产生较大影响。     

大容量直流输电系统的受端接入模式比较

首先分析了大容量直流输电(large-capacity high voltage direct current,large-capacity HVDC)系统常规接入模式(general connection mode,GCM)、分极接入模式(separate poles mode,SPM)和分层接入模式(hierarchical connection mode,HCM)的结构特点,对比了3种接入模式对系统中其他直流系统多馈入短路比(multi-feed short-circuit ratio,M ISCR)的影响,并得到落点选择的约束条件,使受端交流系统对直流系统的电压支撑能力整体提升,较好地平衡了限制短路电流与增加多馈入短路比间的矛盾。之后,提出了基于最大功率曲线法的静态稳定接纳系数指标用于判断受端电网接纳直流功率的能力。最后,结合南方电网2020年的规划数据,从多个方面对比分析了3种接入模式的优缺点,为直流系统接入模式的规划提供决策参考和技术支撑。     

分层直流短路比的定义和应用

随着直流输电技术的迅速发展,未来我国新建的直流输电线路将越来越多以分层接入方式馈入受端交流电网。由于多馈入短路比仅考虑交流受端系统中不同直流落点间的相互作用,无法考虑由于直流侧阀串联后,与受端交流系统间的相互作用。因此亟待提出适用于直流分层接入的交直流系统的短路比定义。通过理论分析推导分层直流短路比。通过提出的分层接入的交直流系统的解耦模型推导分层直流临界短路比的函数表达式,证明分层直流临界短路比与电压灵敏因子的等价关系,提出判断直流分层接入的交直流系统强弱的指标。最后采用电力系统分析软件PSD-BPA对即将投运的分层直流系统进行仿真验证,证明分层短路比能够表征分层直流系统的电压稳定性,当分层直流短路比在临界短路比附近,电压失稳风险较高。该指标对完善短路比理论和应用体系,指导我国电力系统规划、运行具有重大意义。     

含分层接入特高压直流的交直流混联电网机电— 电磁暂态混合仿真研究

特高压直流分层接入系统在提升受端电网电压支撑的同时也带来了不同层间系统耦合关系复杂等问题。为准确研究特高压分层接入后交直流混联系统运行特性,结合±800 kV雅中—江西分层接入特高压直流输电工程,基于ADPSS搭建含特高压分层直流输电系统的交直流电网混合仿真模型。首先通过仿真对比验证了纯电磁暂态模型的正确性。然后对比分析关断角独立控制指令阶跃响应下混合仿真模型和纯电磁暂态模型的仿真结果,验证了混合仿真模型的准确性和优越性。最后与机电暂态模型进行故障仿真对比。仿真分析表明,混合仿真能够准确反映特高压直流分层接入后混联系统动态特性,提供很好的仿真模型基础。     

高压直流无接地极运行实现方法

接地极为直流输电系统大地回线运行方式提供电流回路,随着直流输电通道的密集增加,由接地极入地电流引起的油气管网腐蚀、变压器偏磁等问题逐渐增多,严重时将影响电网正常运行方式。文中提出了使用站内接地网代替接地极,直流系统以无接地极方式运行的方案,主要通过直流的控制和保护逻辑来实现。以南方电网±800kV普侨特高压直流工程的实际应用为例,分析了高压直流无接地极运行方案的关键技术难点,设计了通过控制保护核心逻辑修改来实现无接地极运行的方法,并利用实时数字仿真(RTDS)系统对方案进行了仿真验证。改进后的控制保护逻辑已在实际工程实施,效果良好。